54 变压器2 同步练习学案Word版.docx

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54变压器2同步练习学案Word版

学案10变压器

1．______现象是变压器工作的基础．原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变磁通量，不仅穿过________也穿过________，则副线圈中就要产生______．尽管原、副线圈没有导线相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈．

2．原、副线圈的电压之比等于两个线圈的__________，公式表示为______________．如果原线圈的匝数大于副线圈的匝数，则副线圈得到的电压比原线圈低，这种变压器称为____________；如果原线圈的匝数小于副线圈的匝数，则副线圈得到的电压比原线圈高，这种变压器称为__________．

3．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）

A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等

C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势

D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈

4．对理想变压器，下列说法中正确的是（）

A．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大

B．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大

C．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化

D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零

5．某变电站用原、副线圈匝数比为n1∶n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图1所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是（）

图1

A．原、副线圈电压比为n2∶n1

B．原、副线圈电流比为n1∶n2

C．原、副线圈电压比为n1∶n2

D．变压器的输入功率与输出功率的比为n1∶n2

【概念规律练】

知识点一变压器的基本规律

1．如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）

图2

A．电流表的示数为

A

B．电源输出功率为1200W

C．电流表的示数为

A

D．原线圈端电压为11V

2．某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图3所示的规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是（）

图3

A．输出电压的最大值为36V

B．原、副线圈中电流之比为55∶9

C．变压器输入、输出功率之比为55∶9

D．交流电源电压有效值为220V，频率为50Hz

知识点二常见变压器

3．如图4所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是（）

图4

A．在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗

B．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表

C．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表

D．甲、乙两图中的电表均为交流电流表

4．如图5所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.

图5

【方法技巧练】

一、变压器动态问题的分析方法

5．如图6所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈的电压，则（）

图6

A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大

B．保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗功率将减小

C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大

D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大

图7

6．如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是（）

A．副线圈两端M、N的输出电压减小

B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大

C．通过灯泡L1的电流减小

D．原线圈中的电流增大

二、有多个副线圈的理想变压器问题的分析方法

7．理想变压器如图8所示，原线圈匝数n1＝1000匝，两副线圈匝数分别为n2＝600匝，n3＝200匝，当原线圈两端接在220V的交流电源上时，原线圈上电流为2A，通过R2的电流为1A，则通过R3的电流为（）

图8

A．10AB．7AC．3AD．1A

8．如图9所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n1＝1100匝，接入电压U1＝220V的电路中．

图9

（1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6V，U3＝110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？

（2）若在两副线圈上分别接上“6V，20W”、“110V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？

1．理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是（）

A．电压有效值B．电流有效值

C．交变电流频率D．交流电功率

2．如图10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表

的示数是12mA，则电流表

的示数为（）

图10

A．3mAB．0mAC．48mAD．与负载R的值有关

3．在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图11所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1,2的匝数之比n1∶n2＝2∶1.在不接负载的情况下（）

图11

A．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为110V

B．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为55V

C．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220V

D．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为110V

4．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图12甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是（）

图12

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向右移动时，变压器的输入功率增加

5．一台理想变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是（）

A．5A,250V,50kWB．5A,10kV,50kW

C．200A,250V,50kWD．200A,10kV,2×103kW

6．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时（）

A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小

C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大

7．如图13所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20

sin100πtV．氖泡在两端电压达到100V时开始发光．下列说法中正确的有（）

图13

A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz

B．开关接通后，电压表的示数为100V

C．开关断开后，电压表的示数变大

D．开关断开后，变压器的输出功率不变

8．图14所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比

＝

，加在原线圈的电压为u1＝311sin100πtV，霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是（）

图14

A．副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mA

B．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10mA

C．I1

D．I1>I2

9．如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦式交变电流如图14乙所示，则（）

图15

A．交变电流的频率为0.02Hz

B．原线圈输入电压的最大值为200

V

C．电阻R2的电功率约为6.67W

D．通过R3的电流始终为零

10．如图16所示，理想变压器线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，分别接有相同的两只灯泡A和B，若在a、b间接正弦式交流电源，电源电压为U，则B灯两端电压为（）

图16

A．0.5UB．2UC．0.2UD．0.4U

11．如图17所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12V12W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，求：

图17

（1）副线圈3的匝数n3.

（2）原线圈1的匝数n1和电流I1.

12．如图18所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．

图18

（1）熔丝的熔断电流是多大？

（2）当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？

13．如图19所示，交流发电机电动势的有效值E＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V，0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：

图19

（1）降压变压器初级、次级线圈匝数比．

（2）发电机的输出功率．

学案4楞次定律

1．楞次定律：

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

2．右手定则：

伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线垂直从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．

3．下列说法正确的是（）

A．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反

B．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反

C．楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向

D．楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向

4．如图1所示，一线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ时（位置Ⅱ正好是细杆竖直位置），线圈内的感应电流方向（顺着磁场方向看去）是（）

图1

A．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是顺时针方向

B．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是逆时针方向

C．Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向

D．Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向

5．如图2所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是（）

图2

A.由A→BB.由B→A

C．无感应电流D．无法确定

【概念规律练】

知识点一楞次定律的基本理解

1．如图3所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧

运动（O是线圈中心），则（）

图3

A．从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小

B．从X到O，电流由F经G流向E，先减小再增大

C．从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大

D．从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小

2．如图4所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是（）

图4

A．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动

B．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动

C．磁铁在线圈平面内顺时针转动

D．磁铁在线圈平面内逆时针转动

知识点二右手定则

3.如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是（）

4．如图5所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则（）

图5

A．线框中有感应电流，且按顺时针方向

B．线框中有感应电流，且按逆时针方向

C．线框中有感应电流，但方向难以判断

D．由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流

【方法技巧练】

一、增反减同法

5．某磁场磁感线如图6所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（）

错误！

未找到引用源。

图6

A．始终顺时针B．始终逆时针

C．先顺时针再逆时针D．先逆时针再顺时针

6．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图7所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）

图7

A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电

C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电

二、来拒去留法

7．如图8所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是（）

图8

A．向右摆动B．向左摆动

C．静止D．无法判定

8．如图9所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是（）

图9

A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同

B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同

C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速

D．线圈静止不动

三、增缩减扩法

9．如图10所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（）

图10

A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离

C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g

10．如图11（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图11（b）所示的交变电流，t＝0时电流方向为顺时针（如图箭头所示），在t1～t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是（）

图11

A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

1．关于决定感应电流方向的因素以下说法中正确的是（）

A．回路所包围的引起感应电流的磁场的方向

B．回路外磁场的方向

C．回路所包围的磁通量的大小

D．回路所包围的磁通量的变化情况

2．如图12所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是（）

图12

A．C端一定是N极

B．B．D端一定是N极

C．C端的极性一定与磁铁B端的极性相同

D．因螺线管的绕法不明，故无法判断极性

3．如图13所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行．当电键S接通瞬间，两铜环的运动情况是（）

图13

A．同时向两侧推开

B．同时向螺线管靠拢

C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断

D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断

4．如图14所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为（）

图14

A．外环顺时针、内环逆时针B．外环逆时针，内环顺时针

C．内、外环均为逆时针D．内、外环均为顺时针

5．如图15所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流，则A环的转动情况为（）

图15

A．顺时针匀速转动B．逆时针加速转动

C．逆时针减速转动D．顺时针减速转动

6．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，如图16，刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是（）

图16

A．A、B、C三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生

B．A、B、C三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生

C．A、C两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同

D．A、C两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反

7．如图17所示，MN，PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab，cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab沿轨道向右滑动时，则（）

图17

A．cd向右滑B．cd不动

C．cd向左滑D．无法确定

8．如图18所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时（）

图18

A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生

B．整个环中有顺时针方向的电流

C．整个环中有逆时针方向的电流

D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流

9．2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km·h－1，可载5人，如图19所示就是磁悬浮的原理图，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导线圈．将超导线圈B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中．以下说法正确的是（）

图19

A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流消失

B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流仍存在

C．如A的N极朝上，B中感应电流的方向如图中所示

D．如A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的相反

10．圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点，导体环可以在竖直平面里来回摆动，空气阻力和摩擦力均可不计．在图20所示的正方形区域里，有匀强磁场垂直于圆环的振动面指向纸内．下列说法中正确的有（）

图20

A．此摆振动的开始阶段机械能不守恒

B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中电流的方向肯定相反

C．导体环通过最低点时，环中感应电流最大

D．最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒

11．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图21甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央．然后按图21乙所示，将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路．

（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将如何偏转？

（2）线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？

（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？

（4）线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？

图21

12．如图22是环保型手电筒的外形．环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源，不会造成由废电池引起的环境污染．使用时只要将它摇动一分钟，手电筒便可持续照明好几分钟．手电筒内部有一永久磁铁，外层有一线圈，那么这种手电筒的原理是什么？

图22